连铸轻压下过程的热力分析

以D32船板钢250 mm×2 400 mm连铸坯为研究对象,借助ANSYS数值模拟软件建立铸坯在轻压下过程中的热力耦合模型,模拟分析了在轻压下过程中铸坯的变形特点和应力分布规律,为深入解决轻压下过程中铸坯芯部未完全凝固区的温度、相变、收缩等状态较强的指导意义。研究表明,二冷第9段至第11段辊缝逐渐收缩,铸坯厚度方向累积压下量逐渐增大,达到压下的目的;夹辊辊缝的持续缩小,使得铸坯芯部未凝固区被持续挤压减小,铸坯内部未凝固(液芯)部分主要来承担压下辊对铸坯所实施的作用;在轻压下实施过程中铸坯横断面各位置等效应力大小分布为角部宽面窄面。     

连铸大方坯轻压下过程的变形行为

首先从理论上描述了轻压下过程铸坯的三维变形行为,并采用有限元法定量分析了轻压下工艺对铸坯变形行为的影响规律.结果表明:铸坯宽展变形和延展变形达到平衡后,随着压下量增加,铸坯延展率随压下量呈直线关系变化.在相同轻压下条件下,随铸坯长宽比和中心未凝固率的增加,铸坯宽展效率和延展效率下降,压下效率增加.     

轻压下技术在高碳钢方坯连铸应用中的参数选取

轻压下技术作为改善铸坯偏析的有效措施之一,被广泛应用于高碳钢方坯连铸中,其压下参数的选取对于轻压下技术至关重要.通过理论分析并结合其他厂的生产经验,认为压下位置在中心固相率为0.2～0.8、总压下量为4～8 mm时,轻压下效果最佳.合理地应用轻压下技术,可以有效地减轻铸坯的V型偏析、降低中心碳偏析并改善铸坯的宏观组织.     

大方坯连铸轻压下压下过程有限元分析

基于某钢厂的铸机条件,建立了大方坯连铸轻压下的有限元模型,得到了不同压下量和固相率下铸坯表面变化量和压下辊作用范围的规律。结果表明：在一定的压下量范围内,压下后铸坯表面的反弹量约为压下量的19%;压下量每增加1mm,压下辊的作用范围增加16mm;固相率每增加0.2,反弹量增加压下量的1.7%;实施轻压下时应该考虑压下的反弹量。     

板坯连铸带液芯轻压下过程的力学分析

利用热力学耦合模型对板坯连铸带液芯轻压下过程的铸坯变形抗力、拉坯阻力及其变化特性进行了理论计算.分析比较了不同轻压下和连铸过程工艺参数的影响.结果表明压下量、压下速率、拉坯速度及坯壳温度对铸坯变形抗力和拉坯阻力均有很大影响.计算结果为实际板坯连铸带液芯轻压下工艺设计提供了依据.     

连铸板坯轻压下过程压下率参数的理论分析

通过分析连铸板坯的轻压下过程,提出了铸坯压下率的理论模型,考察了不同拉速、不同铸坯断面下板坯压下率的变化规律.结果表明,压下率与压下速率沿拉坯方向呈近似线性减少关系;压下速率的取值不受拉速影响;压下率与铸坯厚度呈线性减少关系,厚度每增加10%,压下率减小10%;铸坯宽度对压下率的影响很小;压下总量不随拉速的变化而变化.     

连铸坯压下技术发展与应用

连铸坯压下技术已成为控制铸坯质量的重要手段之一。通过介绍轻压下技术、重压下技术、大压下技术三种连铸坯压下技术的发展现状、作用机理以及应用效果,分析了重压下和大压下技术在改善厚规格、大断面铸坯内部质量方面的优势。动态轻压下技术与铸坯凝固末端重压下或大压下技术相结合,将会成为未来连铸行业的发展趋势。     

X70管线钢铸坯轻压下控制模式的工艺优化

针对X70管线钢铸坯中心偏析严重的问题,通过优化轻压下控制模式,使用静态轻压下技术,确定其压下位置、压下率和总压下量等相关参数。X70管线钢铸坯中心偏析低倍曼标评级级别≤2.6的比例由优化前的16.6%提高到了76.44%,铸坯中心孔隙的数量和尺寸也明显减少。     

连铸轻压下技术的发展和应用

介绍了轻压下技术的作用机理及发展过程，分析了轻压下工艺参数：压下区间、压下量及压下速率，研究了轻压下工艺对铸坯组织结构、性能、表面质量和内部裂纹的影响。     

轻压下对GCr15轴承钢大方坯内部质量的影响

轴承钢棒材中心致密性和碳化物缺陷与大方坯铸态内部质量控制水平密切相关。以GCr15 轴承钢为研究对象,建立了大方坯连铸过程二维纵向凝固传热模型,结合现场测温试验验证了凝固模型的准确性。基于凝固末端轻压下补偿当地凝固收缩、控制中心缩孔的理论,通过对大方坯凝固进程的准确预测,揭示出其糊状区内合理的轻压下范围。其中,浇铸试验条件下对应铸坯中心固相率为0.30~0.75的合理压下区间为16.4~22.5 m。生产试验表明,轻压下对铸坯凝固组织转变与形貌影响不大,但可明显消除中心缩孔,中心疏松也可由1.5级以上稳定降至0.5~1.5级,满足轧制要求; 合理的轻压下位置和适度的轻压下量可明显改善轴承钢大方坯中心缩孔和中心疏松程度,提高轧材探伤合格率。同时也发现,压下位置与压下量分配不合理或不稳定可能诱发铸坯内裂纹,从而不利于轧材质量的稳定性和一致性。当前生产条件下,稳定拉速并在3~6号压下辊合理分配压下量可达到有效改善内部质量的目的。     

板坯连铸轻压下扇形段变形计算与研究

轻压下技术是减轻铸坯中心偏析,提高内部质量最为有效的方法。以三明钢厂220×1600mm板坯连铸机轻压下技术的实施为背景,对轻压下涉及的扇形段及铸坯的变形进行研究,合理设计了辊缝补偿量并在实际生产中采用,取得了很好的压下效果。     

凝固末端电磁搅拌和轻压下复合技术对大方坯高碳钢偏析和中心缩孔的影响

基于ANSYS软件建立了310 mm×360 mm断面大方坯连铸过程二维凝固传热数学模型,并采用窄面射钉试验及铸坯表面测温试验对模型的准确性进行了验证.通过模型研究了过热度、拉速和二冷比水量对铸坯中心固相率以及凝固坯壳分布的影响,并结合高碳耐磨球钢BU的高温拉伸试验结果,确定了最佳的拉速以及最优轻压下压下区间要求.通过工业试验对理论模型进行了验证,并分析研究了拉速对采用凝固末端电磁搅拌(F-EMS)以及凝固末端17 mm大压下量的轻压下技术生产310 mm×360 mm断面大方坯高碳耐磨球钢BU铸坯的偏析和中心缩孔的影响.结果表明:采用凝固末端电磁搅拌和轻压下复合技术,通过调整拉速优先满足轻压下压下区间要求,可显著降低中心偏析、V型偏析及中心缩孔,但如果仅达到凝固末端电磁搅拌位置要求时,则铸坯中心质量不会得到明显改善.拉速为0.52 m·min-1且轻压下压下区间铸坯中心固相率为0.30~0.75时,偏析和中心缩孔有很大程度的改善,不合理的压下量分配会引起铸坯出现内裂纹以及中心负偏析.      

静态轻压下技术在GCr15轴承钢连铸生产中的应用

介绍了静态轻压下技术在北满特钢Concast铸机生产GCr15轴承钢240 mm×240 mm连铸坯的应用.结果表明,当钢水过热度20～30℃,拉速0.85 m/min,在铸坯3 m长范围内进行总压下量7 mm、3组压下辊压下量分别为(mm)3、2、2的轻压下连铸,铸坯中心疏松由原来未轻压下的2.0-2.5级降低至1.0～1.5级,V型偏析和中心缩孔明显改善,铸坯中心平均碳偏析指数由1.17～1.26降至1.07～1.13.     

板坯连铸动态轻压下扇形段的受力分析和应用

通过ANSYS软件模拟了200 mm×1600 mm不锈钢板坯连铸轻压下过程扇形段铸坏的变形,得出1#到11#扇形段辊缝的动态补偿量0.2～1.0 mm.生产应用表明,拉速0.7 m/min和0.9 m/min,压下速率0.8～1.4mm/m,总压下量1.30～4.56 mm,铸坯中心偏析均有改善,铸坯厚度与没定值之差≤0.5 mm;拉速为0.7 m/min时,未采用动态轻压下时,C、S中心偏析指数为1.30,当压下速率为1.2 mm/m,压下区间固相率20%～50%时,C、S中心偏析指数降至1.05.     

160mm×160mm轴承钢连铸小方坯轻压下工艺优化

摘要：针对轴承钢GCr15连铸小方坯断面的中心缩孔、中心偏析等常见内部质量缺陷，确定了轻压下区间并进行压下试验。通过对压下试验结果的分析，得到了轻压下工艺参数与铸坯中心疏松、中心偏析的关系。试验结果表明，采用凝固末端轻压下技术后轴承钢内部质量得到明显的改善，可将铸坯中心缩孔级别控制在1.0级以下，而不合理的压下量分配会导致铸坯出现压下裂纹。1号、2号拉矫辊分配较小的压下量可有效减少铸坯的压下裂纹并改善中心疏松以及中心偏析。     

动态轻压下对重轨钢U75V疏松和夹杂物的影响

6流280mm×380mm连铸机每流安装6架轻压下机。铸坯轻压下量≤8mm,压下率≤1.5mm/m。结果表明,在合理的工艺条件下,通过轻压下可显著改善铸坯中心疏松,从而改善U75V钢重轨的轨腰中心条纹。因改善夹杂物在铸坯内的分布,探伤次品剔出率由0.206%降至0.095%。     

连铸大方坯平辊和凸辊组合的轻压下方法

专利号:ZL201811014372.4专利权人:宝山钢铁股份有限公司设计人:徐荣军刘俊江万根节李成斌柳向椿孟庆玉一种连铸大方坯平辊和凸辊组合的轻压下方法,属金属铸造领域。首先算出铸坯到每台拉矫机部位时的三维温度场分布、两相区、固相区厚度和固相分率,确定压下起始和结束辊子的位置,根据铸坯的体积收缩量,制定每个拉矫机辊子的压下量;在铸坯固相分率f s=0.9~1.0间,实施重压下工作模式;在铸坯固相分率f s=0.25~0.80间,实施轻压下工作模式。其采用平辊拉矫机和凸辊拉矫机组合的轻压下方法,对铸坯进行凝固末端轻压下控制,以降低铸坯的中心疏松、缩孔与偏析,改善轧材内部质量;可使铸坯上表面产生的压痕形状开口变宽,能避免后工序轧钢过程产生折叠缺陷,且有利于减轻压下力,更有利于减轻凸辊拉矫机的压下力。可广泛用于金属铸造领域。     

静态轻压下技术在高碳连铸方坯生产中的应用

简述利用拉矫机实施静态轻压下技术及其关键工艺参数,以及压下位置的确定和压下量的控制方法.试验和生产应用表明,静态轻压下技术在高碳连铸方坯生产中应用,可降低铸坯中心碳偏析,改善铸坯中心疏松状况.     

液芯压下过程中压下量分配对铸坯变形的影响

为了优化液芯压下工艺参数,达到改善铸坯中心处偏析和疏松的目的。基于有限元法,以结晶器出口处薄板坯横截面的温度为初始条件,利用Marc软件模拟计算了薄板坯三维热-力耦合模型带液芯压下过程,分析了压下量分配对铸坯各节点应力和应变的影响。研究结果表明,总压下量相同时,均匀的压下量有利于降低铸坯表面的应力,而局部大压下更有利于改善铸坯的中心质量。     

轻压下对GCr15钢铸坯内部质量影响试验研究

试验研究了单辊轻压下量(0～14 mm)和压下位置(1~#～7~#辊)对高碳钢GCr15 240 mm×240 mm铸坯低倍组织和屮心碳偏析的影响。结果表明:从1~#拉矫辊开始压下,总压下量12 mm,低倍合格比例上升28.6%,碳偏析(0.92～1.08)合格比例上升14.3%;从1~#拉矫辊开始压下,总压下量14 mm,中心疏松≤0.5级缩孔比例达到100%,碳偏析(0.92～1.08)合格率达到72.7%。综合分析得出,GCr15钢240 mm×240 mm铸坯在拉速0.75 m/min,轻压下总压下量14 mm铸坯中心碳偏析和低倍组织最佳。